路面彎沉檢測中的環(huán)境影響分析

楊進(jìn)軍

（廣西路橋工程集團(tuán)有限公司 廣西南寧 530000）

路面彎沉檢測中的環(huán)境影響分析

楊進(jìn)軍

（廣西路橋工程集團(tuán)有限公司 廣西南寧 530000）

路面彎沉是為了表征路面結(jié)構(gòu)承載能力而提出的一項指標(biāo)，它能夠直觀反應(yīng)出路面及路基結(jié)構(gòu)整體強度和剛度。所以，為了更好的保護(hù)公路，正確評價路面的質(zhì)量，必須要探究出路面彎沉的變化規(guī)律，測出路面彎沉值。而該項指標(biāo)的測定，往往受到來自各個方面環(huán)境的影響，因此在檢測的過程中，必須將這些影響因素考慮進(jìn)去。

路面彎沉；檢測；環(huán)境影響

1 概述

路面彎沉的檢測是評價路面承載能力的基礎(chǔ)，路面彎沉值以微米作為計算單位，表征荷載對路面作用前后路面發(fā)生形變的大小的一個數(shù)值。修建和驗收峻工的公路時，測量彎沉值可以檢測路面的強度；改造公路時，測量彎沉可以更好的了解待改造公路的情況并為改造設(shè)計提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。因此，對路面彎沉值進(jìn)行檢測在修建和改造公路中有極其重要的意義。在測量路面彎沉值時，地質(zhì)結(jié)構(gòu)、天氣、植被、地貌等各種環(huán)境因素都會直接影響檢測結(jié)果，從而影響評斷路面情況的準(zhǔn)確性和全面性，因此在檢測過程中必須分析各種環(huán)境對路面彎沉值測量的影響。

測量路面彎沉值常用的方法有貝克曼梁檢測法、激光彎沉儀檢測法以及自動彎沉儀檢測法。采用不同方法進(jìn)行測量時，我們要區(qū)別開環(huán)境因素對路面彎沉檢測結(jié)果的影響。

1.1 自動彎沉儀技術(shù)介紹

20世紀(jì)70、80年代，英法等國在計算機技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上研制出了自動彎沉儀。自動彎沉儀可用位移傳感器測試彎沉情況，并利用工業(yè)微機設(shè)置程序，使測量機構(gòu)自動運作，大大提高了測量效率，節(jié)省了勞動力。

自動彎沉儀的裝載車上部的車廂是其工作室，在工作室對所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制分析，測量機構(gòu)安裝在汽車的底盤位置，如圖1。

自動彎沉儀以貝克曼梁測量彎沉的原理為基礎(chǔ)，根本原理為杠桿原理，當(dāng)被測地面因受荷載下沉?xí)r，根據(jù)杠桿的長短比例，位移傳感器可以測出測點處下沉的量，可以說自動彎沉儀就是將貝克曼梁自動化，利用測量設(shè)備本身的荷載，在汽車底盤下方安裝類似貝克曼梁的測量架，與彎道測量同步控制系統(tǒng)、測量機構(gòu)移步系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一同構(gòu)成了自動測量儀。

圖1

1.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響

地質(zhì)因素對路面彎沉檢測結(jié)果比較小，卻必須引起測量者的重視。檢測應(yīng)用時，沙土、沼澤或水域等特殊地質(zhì)狀況，會嚴(yán)重影響路面彎沉傳值的測量。我們還必須注意到，較大的風(fēng)也會導(dǎo)致檢測儀表針不穩(wěn)定，影響讀數(shù)，因此，在對路面彎沉值的檢測中必須要充分考慮地質(zhì)結(jié)構(gòu)對檢測結(jié)果的影響。

1.3 濕度的影響

濕度因素直接影響著路面彎沉的檢測結(jié)果，數(shù)據(jù)表明，濕度較大時，路面彎沉值也偏大，濕度較小時，路面彎沉值也偏小。但目前還沒有數(shù)據(jù)能夠明確表征濕度對路面彎沉值的影響情況，還有待調(diào)查和進(jìn)一步的統(tǒng)計資料。部分地區(qū)的公路監(jiān)管部門建立了相應(yīng)的濕度影響系數(shù)，而其他地區(qū)，則需要根據(jù)實際情況和測量來確定此影響系數(shù)。

濕度的影響主要來源于雨水、河流蒸發(fā)、地下水、地表水。路面路基濕度可分為干燥、中濕、潮濕和過濕，路面彎沉值的標(biāo)準(zhǔn)值，多是建立在中濕狀態(tài)下的路面彎沉檢測值上。

1.4 溫度的影響

根據(jù)物理學(xué)，溫度效應(yīng)對路基路面剛度和強度的影響很大，因此在不同溫度下測量所得的路面彎沉值會有較大的差異。溫度直接影響瀝青混凝土的強度，在不同溫度條件下，物理力學(xué)性質(zhì)也會有極大的差別。溫度升高，所測得的路面彎沉值也就越大，溫度越低，實測所獲得的路面彎沉值也就越低。所以，在進(jìn)行路面彎沉檢測中，一定要充分考慮溫度對路面彎沉值的影響。

經(jīng)過我國各省市的不斷觀察分析，并進(jìn)行了大量準(zhǔn)確的實驗，提出了目前我國所采用的路面彎沉溫度修正方法。瀝青面層厚度不會都一致，在同一時刻同一深度處的溫度基本上是一樣的，不會有太大變化，但不同面層溫度卻變化很大，所以修正不同厚度情況下的瀝青路面彎沉值修正所采用的方法也各不相同，必須充分的結(jié)合實際情況?？偠灾?，在厚度都一樣的路面上，溫度越高，溫度修正系數(shù)反而越低；溫度相同的情況下，不超過標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃）時，路面面層厚度增加時，溫度修正系數(shù)也相應(yīng)增長；當(dāng)實際溫度高于標(biāo)準(zhǔn)溫度（20℃）時，面層厚度越大，溫度修正系數(shù)反而減小。

1.5 季節(jié)因素的影響

季節(jié)變化，路基路面的溫度和濕度也會有很大的不同，相應(yīng)的也會影響到路基路面的強度和硬度，路基路面剛度和強度不發(fā)生變化時，路基路面的整體強硬程度，即路面彎沉也會發(fā)生很大的改變，在正常情況下，在濕度較大的季節(jié)，土基剛度會變小，路面彎沉值則會變大，而當(dāng)該季節(jié)溫度較小時，路面彎沉值也會相應(yīng)減小。因此，即使是所承載的負(fù)荷大致相同，不同季節(jié)里路面的彎沉也會有很大的差異。

據(jù)以往的觀測觀察和大量的實驗數(shù)據(jù)表明，在春融或雨季等不利季節(jié)，路面的濕度會變得很大，進(jìn)行路面彎沉檢測時，就必須注意路面彎沉值的修正。早在20世紀(jì)70年代，我國就在全國范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)查試驗，從而確定了路面彎沉值季節(jié)影響系數(shù)，并將各種狀態(tài)和土質(zhì)情況下路面彎沉的季節(jié)影響系數(shù)。這些數(shù)據(jù)顯示，路面彎沉值隨季節(jié)的變化也會有很大的差別，一般在1.05～2.00之間，大部分分布在1.1～1.4之間，同時影響系數(shù)的調(diào)整，也要充分考慮干濕狀態(tài)和土質(zhì)因素，從實際出發(fā)，更好的確定路面的彎沉程度在不同季節(jié)里的相應(yīng)改變。

季節(jié)影響系數(shù)是不利季節(jié)的彎沉值與非不利季節(jié)的彎沉值的比值，季節(jié)影響系數(shù)k1可按自然區(qū)劃。并根據(jù)實際測量對路基干濕類型和四個不同季節(jié)進(jìn)行了規(guī)定，見表1。

表1

進(jìn)行路面彎沉值測量時，必須充分結(jié)合季節(jié)影響系數(shù)，從而得出更全面的數(shù)據(jù)，為了解路面情況提供更好的數(shù)據(jù)支持。

1.6 上下坡的影響

公路狀況也會對路面彎沉情況的檢測有很大的影響，也影響彎沉值的一個重要因素，在測定上下坡路面的彎沉值時，檢測車對于路面的壓力會比水平路段時的壓力小，所以所測得的彎沉也會比水平路段小得多，在對這種路面的彎沉值進(jìn)行測定時，自動彎沉儀的受力情況如圖2所示。

根據(jù)力的平衡可得到下式：

N=G×cosa

圖2

根據(jù)圖表及公式分析，垂直于路面的壓力導(dǎo)致路面彎沉的產(chǎn)生，大小等于N，根據(jù)公式，N小于軸載G，所以上下坡路段所檢測得到的彎沉值要偏小。

檢測彎測值時不可避免的會遇到各種坡道，必須將上下坡的情況考慮到測量分析的過程中，更好的測定在各種路況下路面彎沉情況，從而更好的了解不同結(jié)構(gòu)公路的實際狀況，更好的保護(hù)公路，為公路的養(yǎng)護(hù)修建提供更完善的數(shù)據(jù)，從而更好的提出相關(guān)政策法規(guī)，促進(jìn)我國公路事業(yè)的迅速發(fā)展。

1.7 彎道的影響

公路不存在各種上下坡的路段，也會有著各種各樣的彎道，為了便于排水，路面一般都設(shè)有橫坡，并且坡度都比較小，不會影響到測試車兩個后輪荷載，因此對所測彎沉值的影響也更微乎其微，基本不用考慮。而在彎道路段，路面橫坡的坡度會變得很大，也會更大的影響輪重的變化，這種情況下對彎沉值的影響便不可忽略。自動彎沉儀在路面上的受力情況，如圖3所示。

圖3

結(jié)合物理公式分析，彎道情況下，輪位對路面的壓力小于無超高時的壓力，檢測彎沉值也就比規(guī)定軸載下的彎沉值小，低輪位對于路面的壓力比無超高時的壓力大，檢測彎沉值就會偏大。

2 結(jié)束語

總而言之，環(huán)境因素極大的影響著路面彎沉的檢測結(jié)果。所以在測量路面的彎沉情況時，應(yīng)當(dāng)充分考慮來自溫度、濕度、公路結(jié)構(gòu)、氣候等各種環(huán)境因素，并根據(jù)這些因素對測量值進(jìn)行修正，在測量還應(yīng)當(dāng)注意現(xiàn)場溫度、濕度的變化，保證檢測結(jié)果的均勻性。一般在北方會選擇在春末夏初或夏末秋初季節(jié)進(jìn)行測量，而在南方則選擇春秋季節(jié)進(jìn)行測量，修建公路時，在設(shè)計路面結(jié)構(gòu)和混合料的過程中，必須考慮到路面最不利狀態(tài)下的彎沉值，充分考慮如冰凍地區(qū)的春季凍融時期、非冰凍地區(qū)的雨季等不利狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)對測量值進(jìn)行修正，保證路面彎沉檢測值的準(zhǔn)確性和精確性，更好的反應(yīng)路面剛度和強度，從而更好的了解反應(yīng)道路使用性能和荷載能力，為修建和改造公路提供數(shù)據(jù)支持。

[1]黃繼武，劉偉兵.對路面彎沉彎化的測試研究[J].民營科技，2008，5.

[2]盛文連.路基路面檢測技術(shù)[M].人民交通出版社，1996.

[3]孟娜，潘懷恒.對路面彎沉變化測試的思考[J].科技致富向?qū)В?010，24.

[4]中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-4）[M].人民交通出版社，2004，3.

U416.2

A

1004-7344（2016）11-0133-02

2016-3-4

楊進(jìn)軍（1986-），男，助理工程師，大專，主要從事工程質(zhì)量檢測工作。